核主泵轴承试验台推力加载装置性能研究

摘要

在某核反应堆冷却循环系统中，主泵轴承作为系统中关键的旋转部件，其承载性能直接关系着冷却循环系统的稳定运行。为对主泵轴承进行全工况轴向加载模拟试验，设计大负载高速双向推力加载试验台，其中轴向加载装置是试验台的核心部件，其承载性能对整个系统正常运行至关重要。由于该装置负载大、尺寸大、转速相对较高，在设备运转过程容易发生油膜失效、磨损，甚至烧瓦等情况，导致系统异常运行或停机。本文以该试验台推力加载装置为研究对象，研究该加载装置内部流场、油膜承载性能及其影响因素，分析热流固耦合变形，并提出结构改进方案，主要研究内容如下：
　　1、基于N-S方程建立三维油膜数值分析模型，研究不同工况下油膜流场压力与速度分布特性，分析转速、入口油压、粘温效应对油膜承载性能的影响。
　　2、建立推力加载装置热流固耦合模型，耦合求解加载装置推力盘的弹性变形、热变形、热弹变形，探讨油膜破裂的影响因素。
　　3、基于油膜承载性能分析与热流固耦合变形分析，对原型加载装置进行结构改进，提出四种改进方案：
　　（1）将环形单油腔改进成扇形三油腔形式；
　　（2）将环形单油腔沿径向内移2mm和6mm；
　　（3）改变油腔深度；
　　（4）改变推力盘厚度。通过数值计算求解，分析上述四种改进方案的可行性。
　　4、结合实际选取最佳改进方案，将环形油腔形式改进成为扇形三油腔形式，对改进后的结构进行加工制造并开展新的加载试验，验证改进方案的可行性和数值计算方法的适用性，为实际核主泵轴承加载装置设计与应用提供重要参考和依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文研究内容

第2章 加载装置油膜承载性能分析

2.1 加载装置简介

2.2 加载装置模型建立

2.3 数值分析方法

2.4 影响油膜承载性能的因素

2.5 本章小结

第3章 加载装置热流固耦合分析

3.1 加载装置热流固耦合问题

3.2 加载装置热流固耦合结果与讨论

3.3 本章小结

第4章 加载装置结构改进对润滑性能的影响

4.1 油腔位置对油膜承载性能的影响

4.2 油腔数目对油膜承载性能的影响

4.3 油腔深度对油膜承载性能的影响

4.4 推力盘厚度对承载性能的影响

4.5 本章小结

第5章 核主泵轴承试验台

5.1 核主泵轴承试验台装置与加载方式

5.2 试验台加载试验

5.3 改进后加载试验

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所取得的成果及参与的项目